手性胺誘導(dǎo)合成CPL性能可調(diào)的超薄手性COFs納米片及其JACS封面 圓偏振發(fā)光(Circularly Polarized Luminesence，CPL)是指手性發(fā)光體在激發(fā)下產(chǎn)生左旋和右旋偏振光不對等的現(xiàn)象。CPL來源于材料的激發(fā)態(tài)手性，依賴材料的手性和熒光。具有CPL活性的手性材料在化學(xué)傳感、生物探針、三維顯示光催化不對稱合成等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，成為近年來化學(xué)材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。與傳統(tǒng)的具有CPL活性的材料，如有機(jī)分子、聚合物、金屬-有機(jī)配合物和液晶等相比，共價有機(jī)框架材料（Covalent Organic Framework，COFs）COFs作為一類新興的晶態(tài)多孔材料，因其結(jié)構(gòu)的可設(shè)計性、多樣性，功能的可調(diào)節(jié)性以及化學(xué)性質(zhì)的穩(wěn)定性具有廣泛的應(yīng)用潛力。目前具有CPL活性的且結(jié)晶性好的COFs材料還沒有被報道。具有超薄納米片結(jié)構(gòu)的二維COFs可以有效地防止因π-π堆積等因素引起的熒光猝滅。在二維COFs中同時引入手性和發(fā)光功能是獲得具有圓偏振發(fā)光（CPL）材料的有效途徑，但目前仍然具有很大挑戰(zhàn)。 在中科院青促會資助下，中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所張健研究員和谷志剛研究員(第八批會員)等人通過手性誘導(dǎo)合策略制備超薄手性COFs納米片以及探討其在圓偏振發(fā)光領(lǐng)域的應(yīng)用中取得了重要進(jìn)展。 本工作中研究人員首次將手性胺誘導(dǎo)合成chiral COFs（CCOFs）以及“自下而上”獲得COFs納米片（NS）的策略相結(jié)合，制備了具有優(yōu)異CPL性能的超薄CCOFs NS材料。在手性1-萘乙胺和疏水基三甲基苯胺兩種單胺存在下，利用1,3,5-三羥基三醛與聯(lián)吡啶二胺縮合得到CCOF，單胺抑制了π-π堆積引起的熒光猝滅，形成了超薄發(fā)光的CCOF NS。得到的CCOFs NS具有強(qiáng)的手性和強(qiáng)烈的紅色CPL性能，其發(fā)光不對稱因子|glum|高達(dá)0.02。隨后，研究人員將含羧基的綠色和藍(lán)色熒光染料分子后修飾到CCOFs NS上以實現(xiàn)顏色可調(diào)的CPL。由于CCOFs和染料基團(tuán)之間存在較強(qiáng)的手性和能量轉(zhuǎn)移，所獲得的CCOFs/Dyes具有可調(diào)和放大的CPL性能，|glum|可達(dá)0.1，是CCOF納米片的5倍。此外，研究人員將CCOFs NS分散在聚二甲基硅氧烷(PDMS)基質(zhì)中獲得透明柔性的COFs/PDMS薄膜，可用于實際的CPL應(yīng)用。該研究為通過手性誘導(dǎo)制備具有強(qiáng)可控CPL的超薄CCOFs NS開辟了一條新的途徑，為開發(fā)實用的新一代圓偏振光學(xué)薄膜材料提供了新的策略和新材料。 相關(guān)研究成果以“Chiral-Induced Ultrathin Covalent Organic Frameworks Nanosheets with Tunable Circularly Polarized Luminescence” 為題發(fā)表在J. Am. Chem. Soc.上，并被選為當(dāng)期封面文章。該工作的第一作者是中國科學(xué)院大學(xué)博士生陳浩，通訊作者為谷志剛研究員。上述工作得到國家自然科學(xué)基金、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會、福建光電信息科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新實驗室等項目的資助。 該論文信息鏈接： Chiral-Induced Ultrathin Covalent Organic Frameworks Nanosheets with Tunable Circularly Polarized Luminescence, H. Chen, Z.-G. Gu*, and J. Zhang, J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 16, 7245–7252. 文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abstract/10.1021/jacs.2c00285
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